16К20Ф3 – все особенности станка с числовым программным управлением

1 Общая информация о станке

Данный агрегат, используемый, как правило, в мелкосерийном производстве, создан на основе станка 16К20 – очень эффективного токарно-винторезного оборудования. Обе эти установки имеют унифицированную, практически идентичную конструкцию (одинаковые составные элементы и принципы компоновки), а также рабочие движения.

Описываемый нами в рамках этой статьи агрегат позволяет обрабатывать внутренние и наружные поверхности изделий, чья длина не превышает соответственно 100 и 40 сантиметров, с криволинейным и ступенчатым профилем в сечении (осевом). Его числовое программное устройство обеспечивает такие возможности:

• нарезание резьбы;
• переключение скорости работы шпинделя (частот его вращения);
• движение формообразования (станок способен контролировать две координаты в один и тот же момент времени);
• индексация головки для выполнения резьбы;
• изменение показателей подач.

Все указанные операции осуществляют по заданной заранее программе. При этом конкретные виды числового программного комплекса рассматриваемого станка могут отличаться друг от друга по техническим и иным характеристикам. Указанный факт позволяет изготавливать такие агрегаты, которые легко встраиваются в так называемые ГПМ – производственные гибкие модули, которые легко модифицировать под заданные промышленные нужды.

Существуют, кроме того, и станки специального исполнения. Их выпускают по техническим требованиям заказчика, снабжают разнообразными насадками, и, естественно, разными типами ЧПУ. Мы можем назвать несколько модификаций числовых комплексов, монтируемых на интересующий нас станок:

• "Электроника НЦ-31";
• "МС2101-01";
• "1Н22-62";
• "ЭМ-907";
• "2Р22";
• "СС221-02Р Алкатель";
• "2У22-62";
• "1Н22-61";
• "Н22-1М";
• "Контур 2ПТ-71";
• "CC-221-02P".

В зависимости от типа числового комплекса к маркировке станка 16А20Ф3 добавляют индексы (С2, С15, С32, С18, С1 и др.), которые и указывают специалистам на вариацию ЧПУ, а также на модель используемого привода ("Кемрон", "Размер 2М-5-21", "Кемтор", "Приз").

2 Станок 16К20Ф3 – технические характеристики, паспорт

По климатическому исполнению агрегат относится к категории УХЛ4 (Государственный стандарт 15150), по точности – к классу "П" (стандарт 8–82). Первая партия станков, о которых мы говорим, была изготовлена в 1972 году, последняя – в 1980-х годах.

Некоторые агрегаты не предусматривают наличие транспортера, у других он есть. В последнем случае станок производился либо без основания для транспортера, предназначенного для удаления стружки, либо с таковым. Другие важные техпараметры оборудования приводятся ниже на примере станка, оснащенного системой ЧПУ "1Н22-61" (он чаще всего устанавливался на станок):

• общий вес с программным комплексом (без транспортера) – 5000 кг;
• сечение изделия, с которым можно работать над станиной – 400 мм, над суппортом – 220 мм;
• максимальная длина детали – 1000 мм.

Характеристики (технические) шпинделя:

• число скоростей – 22;
• сечение отверстия – 53 мм;
• центр пиноли – Морзе 5;
• конец – 6К;
• диапазон скоростей – от 12,5 до 200 об/мин в первом ряду, от 50 до 800 во втором, от 125 до 2000 в третьем (все переключаются оператором);
• число скоростей (переключаемых в автоматическом режиме) – 9.

В револьверную головку станка допускается размещать до шести инструментов (именно столько держателей резцов она имеет). Суппорт перемещается на 250 (поперечное направление) и 900 (продольное направление) мм. При выполнении резьбы наибольшая продольная подача агрегата составляет 2000 мм в минуту, а шаги данной операции варьируются от 0,01 до 40 мм.

Другая информация о подачах станка:

• быстрые ходы – 5000 и 7500 мм/мин (поперечные и продольные соответственно);
• интервал стандартных скоростей – от 1 до 2000 мм/мин;
• высота резца – 25 мм;
• дискретность подач – 0,005 (поперечно) и 0,01 (продольно) мм.

Система числового программного управления токарного станка располагает следующими видами датчиков:

• ИГР – резьбонарезной;
• ВТ – обратной связи;
• КВДЗ-24 – нулевого положения.

3 Электрооборудование агрегата с ЧПУ

Главный двигатель станка имеет мощность 11 киловатт. Он запускается с пульта управления либо при получении команды от программного комплекса. В электрической схеме установки предусмотрено наличие ряда блокировок, которые запрещают:

• запускать двигатель держателя резца в обратном и прямом направлении одновременно;
• включать в авторежиме шпиндельный узел тогда, когда не смонтировано его наружное ограждение;
• запускать основной двигатель в двух направлениях;
• включать в одно и то же время пускатели (магнитные) разжима и зажима детали;
• включать одновременно две электромагнитные муфты в то время, когда производится изменение скорости вращения шпинделя.

Также есть блокировка, которая ограничивает возможность передвижения суппорта и каретки в предельные (недопустимые) положения. Из указанных положений при необходимости каретка выводится оператором вручную при помощи специальных кнопок.

Отметим и тот факт, что вводный автомат станка незамедлительно отключается (автоматически), если на управляющем шкафе открываются двери. При этом шпиндель начинает процесс торможения. Выполнять техническое обслуживание либо наладку агрегата допускается лишь при включении деблокирующей кнопки внутри электрошкафа.

Скорость шпинделя выбирается таким образом:

• кодовые реле воспринимают сигналы о переключении скоростей;
• на выходе релейного дешифратора запускается требуемая муфта, работающая по электромагнитной схеме.

Как только реле отключаются, шпиндель начинает останавливаться. Допускается задавать режим толчкового движения шпиндельного механизма при выключенных реле. Для этого оператору следует нажать кнопку, которая запускает такой режим. При это шпиндель движется только прямо на минимальной скорости.

Поворот держателя резцов на нужную оператору позицию выполняется после того, как реле позиции рабочего инструмента и его смены получают соответствующий сигнал. В данном случае происходит включение гидравлического мотора или же непосредственно электрического двигателя агрегата. Суть механизма поворота базируется на совпадении дух позиций: той, которая устанавливается концевым выключателем станка, и заданной.

Если указанного совпадения нет, реверс держателя резца блокируется. А после завершения поворотного цикла запускается (автоматически) реле обратной связи. От него на числовую программную систему приходит команда о том, что рабочая программа может быть продолжена в требуемом (заданном) режиме.

Система смазки станка, состоящая из нескольких отдельных агрегатов, запускается при включении оборудования. ЧПУ при длительной эксплуатации токарной установки самостоятельно определяет цикл подачи смазочного состава на узлы станка. При возникновении необходимости запустить механизм смазки вручную оператор пользуется толчковой кнопкой. При этом запрограммированный смазочный цикл не нарушается.